C++11之std::future對象的使用以及說明

Posted on by

std::future介紹

在前面幾篇文章中基本都用到thread對象，它是C++11中提供異步創建多線程的工具。

但是我們想要從線程中返回異步任務結果，一般需要依靠全局變量；從安全角度看，有些不妥；為此C++11提供瞭std::future類模板，future對象提供訪問異步操作結果的機制，很輕松解決從異步任務中返回結果。

在C++標準庫中，有兩種“期望”

使用兩種類型模板實現

  • 唯一期望(unique futures，std::future<>) std::future的實例隻能與一個指定事件相關聯。
  • 共享期望(shared futures)(std::shared_future<>) std::shared_future的實例就能關聯多個事件。

這裡主要介紹的是唯一期望，std::future類模板定義頭文件<future>

其函數聲明如下：

template< class T > 
class future;
//數據有關的期望
template< class T > 
class future<T&>;
//數據無關的期望
template<>          
class future<void>;

對於future補充說明如下：

  • std::async 、std::packaged_task 或 std::promise 能提供一個std::future對象給該異步操作的創建者
  • 異步操作的創建者能用各種方法查詢、等待或從 std::future 提取值。若異步操作仍未提供值，則這些方法可能阻塞。
  • 異步操作準備好發送結果給創建者時，它能通過接口（eg,std::promise::set_value std::future） 修改共享狀態的值。

其成員函數如下：

細節說明

wait系列操作

其函數聲明如下：

void wait() const;

當共享狀態值是不可以用時，調用wait接口可以一直阻塞，直到共享狀態變為"就緒"時，就變為可以用瞭。

get操作

get是獲取共享狀態的結果它有以下三種形式：

//僅為泛型 future 模板的成員
T get();
//(僅為 future<T&> 模板特化的成員)
T& get();
//僅為 future<void> 模板特化的成員
void get();

如果我們沒有調用wait接口，而是直接掉用get接口，它等價於先調用wait()而後在調用get接口，得到異步操作的結果。

當調用此方法後 valid() 為 false ，共享狀態被釋放，即future對象釋一次性的事件。

時序圖

按照自己的理解，將std::future對象的使用以及內部邏輯用時序圖進行表達，如下：

std::future使用

下面就用std::future對象來獲取異步操作的結果，沒有使用到全局變量，邏輯非常清晰

代碼如下：

//通過async來獲取異步操作結果
std::future<int>  result = std::async([](){ 
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(500));
    return 8; 
});

std::cout << "the future result : " << result.get() << std::endl;
std::cout << "the future status : " << result.valid() << std::endl;
try
{
    result.wait();  //或者 result.get() ,會異常
  //因此std::future隻能用於單線程中調用 ，多線程調用使用std::share_future();
}
catch (...)
{
    std::cout << "get error....\n ";
}

運行結果：

總結

以上為個人經驗，希望能給大傢一個參考，也希望大傢多多支持WalkonNet。

推薦閱讀：